211service.com
Robotas vabzdys kyla
Harvardo universitete išskrido natūralaus dydžio musės robotas. Tik 60 miligramų sveriantis, o sparnų plotis siekia tris centimetrus, mažyčio roboto judesiai modeliuojami pagal tikros musės judesius. Nors su mechaniniais vabzdžiais dar reikia daug nuveikti, mokslininkai teigia, kad tokie maži skraidantys aparatai vieną dieną galėtų būti naudojami kaip šnipai arba kenksmingoms cheminėms medžiagoms aptikti.
Pirmas skrydis: Šis mažytis robotas sveria vos 60 miligramų, o jo sparnų plotis siekia tris centimetrus. Tai pirmasis robotas, pasiekęs kilimą, sukurtas pagal skriejimo modelį ir sukurtas tokiu mažu mastu.
Gamta daro geriausius pasaulio skraidytojus, sako Robertas Woodas , Harvardo robotų skraidymo projekto vadovas ir universiteto inžinerinių ir taikomųjų mokslų mokyklos profesorius.
JAV gynybos pažangių tyrimų projektų agentūra finansuoja Wood mokslinius tyrimus, tikėdamasi, kad jie padės sukurti slaptus stebėjimo robotus mūšio lauke ir miesto aplinkoje. Mažas roboto dydis ir musę primenanti išvaizda yra labai svarbūs tokioms misijoms. Tikriausiai nepastebėsite musės kambaryje, bet tikrai pastebėsite vanagą, sako Wood.
Tačiau atkurti efektyvius musės judesius maždaug tikrojo vabzdžio dydžio robote buvo sunku, nes esami gamybos procesai negalėjo būti naudojami norint pagaminti reikalingas tvirtas ir lengvas dalis. Varikliai, guoliai ir jungtys, paprastai naudojami didelio masto robotams, netinka musės dydžio daiktams. Paprasčiausiai sumažinus esamus makro masto metodus, nepavyks pasiekti tokio našumo, kokio mums reikia, sako Wood.
Multimedija
Stebėkite, kaip musė kyla.
Pamatykite, kaip sparnas juda sulėtintai.
Kai kurios itin mažos dalys gali būti pagamintos naudojant mikroelektromechaninių sistemų kūrimo procesus. Tačiau tokie procesai reikalauja daug laiko ir pinigų. Woodui ir jo kolegoms iš Kalifornijos universiteto Berklyje reikėjo pigaus ir greito gamybos proceso, kad jie galėtų lengvai pagaminti įvairias savo dizaino iteracijas.
Galiausiai komanda sukūrė savo gamybos procesą. Naudodami lazerinį mikroapdirbimą, mokslininkai supjaustė plonus anglies pluošto lakštus į dvimačius modelius, kurių tikslumas yra pora mikrometrų. Polimero lakštai supjaustomi tuo pačiu būdu. Kruopščiai išdėstydami anglies pluošto ir polimero lakštus, mokslininkai gali sukurti funkcines dalis.
Pavyzdžiui, norėdami sukurti lanksčią jungtį, mokslininkai sudeda du mažyčius anglies kompozito gabalėlius ir palieka tarpą tarp jų. Tada jie prideda polimero lakštą statmenai per dvi anglies dalis, pavyzdžiui, stalviršį ant dviejų trumpų kojų. Abiejuose polimero galuose dedami du nauji anglies pluošto gabalėliai kaip galutinis viršutinis sluoksnis. Kai visos dalys yra sukietėjusios, gauta dalis primena raidę H: centras yra lankstus, bet šonai standūs.
Sujungdami daug mažų anglies polimero gabalėlių, mokslininkai gali sukurti gana sudėtingas dalis, kurios gali sulenkti ir suktis tiksliai pagal poreikį. Norėdami pagaminti dalis, kurios judės reaguodamos į elektrinius signalus, mokslininkai naudoja elektroaktyvius polimerus, kurie keičia formą veikiami įtampos. Visas gamybos procesas bus aprašytas dokumente, kuris pasirodys būsimame leidime Mechaninio dizaino žurnalas .
Po daugiau nei septynerių metų darbo tyrinėjant skrydžio dinamiką ir tobulinant įvairias dalis, Wood’s musė pagaliau pakilo šį pavasarį. Kai gavau musę pakilti, laboratorijoje tiesiogine prasme šokinėjau aukštyn ir žemyn, sako jis.
Kiti mokslininkai sukūrė robotus, imituojančius vabzdžius, tačiau tai pirmasis tokio mažo mastelio dvisparnis robotas, galintis kilti tais pačiais judesiais kaip ir tikra musė. Tokio skrydžio dinamika yra labai sudėtinga ir daugelį metų ją tyrinėjo mokslininkai, tokie kaip Ronis bijodamas , buvęs Woodo patarėjas Kalifornijos universiteto Berklyje doktorantūros mokslų daktaras. Savo robotus vabzdžius statantis Fearingas sako, kad jį labai sužavėjo tai, kad Woodo vabzdys gali skraidyti: tai tikrai didelis laimėjimas. Tačiau Fearing sako, kad tai pirmasis iš daugelio iššūkių kuriant praktišką musę.
Šiuo metu Woodo musę riboja raištis, kuris leidžia judėti tiesia, aukštyn kryptimi. Šiuo metu mokslininkai kuria skrydžio valdiklį, kad robotas galėtų judėti skirtingomis kryptimis.
Tyrėjai taip pat dirba su integruotu maitinimo šaltiniu. (Šiuo metu robotas musė maitina iš išorės.) Wood teigia, kad sumažinta ličio polimero baterija leistų skraidyti mažiau nei penkias minutes.
Taip pat reikia integruoti mažyčius, lengvus jutiklius. Cheminiai jutikliai galėtų būti naudojami, pavyzdžiui, toksiškoms medžiagoms pavojingose zonose aptikti, kad žmonės galėtų eiti į zoną su atitinkama saugos įranga. Woodas ir jo kolegos taip pat turės sukurti programinę įrangą, skirtą musei, kad ji galėtų išvengti kliūčių.
Vis dėlto Wood didžiuojasi pasiekęs pagrindinį projekto etapą: skrydį. Tai gana svarbus dalykas, sako jis. Daugelis žmonių manė, kad jis niekada negalės pakilti.